Question

17．如圖所示，電源電壓恒為7V，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω　1A”，燈泡標(biāo)有“6V　3W”字樣．閉合開關(guān)，若兩電表示數(shù)均不超過量程，燈泡兩端的電壓不超過額定電壓，不考慮燈絲電阻變化，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是12Ω；滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是2～9Ω．

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡L串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出正常發(fā)光時(shí)的電流，再根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻；
（2）比較燈泡的額定電流和電流表的量程、滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流確定電路中的最大電流，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值；當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)，電路中的電流最小，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出此時(shí)燈泡兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的最小電流，再根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值，然后得出答案．

解答 解：由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡L串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）由P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
（2）因串聯(lián)電路中電流處處相等，且燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.5A，電流表的量程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A；
所以，電路中的最大電流為I_大=0.5A，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最��；
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電壓表的最小示數(shù)：U_滑小=U-U_L=7V-6V=1V，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：
R_滑小=$\frac{{U}_{滑小}}{{I}_{大}}$=$\frac{1V}{0.5A}$=2Ω；
當(dāng)電壓表的示數(shù)最大為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，
此時(shí)燈泡兩端的電壓：U_L小=U-U_滑大=7V-3V=4V，
電路中的最小電流：
I_小=$\frac{{U}_{L小}}{{R}_{L}}$=$\frac{4V}{12Ω}$=$\frac{1}{3}$A，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：
R_滑大=$\frac{{U}_{滑大}}{{I}_{小}}$=$\frac{3V}{\frac{1}{3}A}$=9Ω，
所以，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍2～9Ω．
故答案為：12；2～9．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)電路中的電流確定滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值，根據(jù)電壓表的最大示數(shù)確定滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值．